Physically based dynamic run-out modelling for quantitative debris flow risk assessment: a case study in Tresenda,northern Italy

Quantitative landslide risk assessment requires information about the temporal, spatial and intensity probability of hazardous processes both regarding their initiation as well as their run-out. This is followed by an estimation of the physical consequences inflicted by the hazard, preferentially quantified in monetary values. For that purpose, deterministic hazard modelling has to be coupled with information about the value of the elements at risk and their vulnerability. Dynamic run-out models for debris flows are able to determine physical outputs (extension, depths, velocities, impact pressures) and to determine the zones where the elements at risk can suffer an impact. These results can then be applied for vulnerability and risk calculations. Debris flow risk has been assessed in the area of Tresenda in the Valtellina Valley (Lombardy Region, northern Italy). Three quantitative hazard scenarios for different return periods were prepared using available rainfall and geotechnical data. The numerical model FLO-2D was applied for the simulation of the debris flow propagation. The modelled hazard scenarios were consequently overlaid with the elements at risk, represented as building footprints. The expected physical damage to the buildings was estimated using vulnerability functions based on flow depth and impact pressure. A qualitative correlation between physical vulnerability and human losses was also proposed. To assess the uncertainties inherent in the analysis, six risk curves were obtained based on the maximum, average and minimum values and direct economic losses to the buildings were estimated, in the range of 0.25–7.7 million €, depending on the hazard scenario and vulnerability curve used.     

城市泥石流风险评价探讨

探讨了城市泥石流风险评价的系统方法,该方法包括泥石流扇形地危险区划、城市易损性分析和城市泥石流风险评价三个主要内容。泥石流堆积扇危险区划是基于数值模拟计算出的泥深和流速分布图进行叠合完成的。以美国高分辨率的“快鸟”卫星影像为数据源,完成了研究区的城市土地覆盖类型遥感解译,在此基础上完成了城市泥石流易损性分析,应用地理信息系统提供的统计和分析工具,完成了研究区泥石流风险评价。该风险区划图可用于指导对泥石流易泛区的不同风险地带的土地利用进行规划和决策,从而达到规避和减轻灾害的目的,也为生活在泥石流危险区的城市居民提供有关灾害风险信息,以作避难和灾害防治的依据。     

四川省都江堰市龙池地区泥石流危险性评价研究

汶川地震灾区震后泥石流灾害较震前活跃,对灾区泥石流危险性进行评价是灾后重建过程中合理防灾减灾的基础工作。通过研究泥石流灾害事件中的泥石流规模、泥石流沟堆积扇面积及相应的灾害损失等基础资料,提出以泥石流在泥石流沟堆积扇上的平均堆积厚度替代泥石流规模作为主要危险因子的单沟泥石流危险性评价方法。用该方法对汶川震区都江堰市龙池镇龙溪河流域2010年"8.13"泥石流事件中的29条沟谷型泥石流进行危险性评价,评价结果中9条为高度危险,12条为中度危险,8条为低度危险。用以泥石流规模为主要危险因子的单沟泥石流危险性评价方法进行对比评价,2种评价方法中有65.5%的泥石流的危险性评价结果一致。以泥石流沟堆积扇平均堆积厚度为主要危险因子的单沟泥石流危险性评价方法更能突出规模对泥石流综合危险度的贡献,能更好地反映小泥石流流域和小泥石流堆积扇的泥石流在中小规模的泥石流总量下的危险程度。     

模糊综合评判法在矿渣型泥石流危险性评价中的应用

为加强泥石流防灾减灾工作,以小秦岭金矿区大湖峪矿渣型泥石流隐患沟为例,将模糊数学理论引入泥石流危险性评价中.运用层次法分析评价因子,计算评价因子权值,建立单沟泥石流危险度评价模型.评判结果与野外实地勘测结果完全吻合.     

城市泥石流灾害预警问题探讨

随着城市灾害日益加剧,城市安全引起更广泛的关注,加强防御、控制城市泥石流灾害,增强城市综合减灾抗灾能力是泥石流减灾工作的重点。近几十年来,泥石流预警减灾的作用已得到了高度重视,探讨现代预警技术方法目的在于为城市减灾提供可靠的应急防灾对策。指出改进目前城市泥石流监测预警状况可以大大减轻泥石流暴发带来的损失。在分析国内外泥石流预警研究进展的基础上,针对目前存在的问题,提出当前城市泥石流防灾研究中应重视开展预警工作,注重将泥石流预警与形成机制、新技术方法和减灾决策系统等相结合,其中要特别加强城市数字减灾系统、城市防灾预案,以及城市风险管理和损失评估系统的综合研究。     

区域泥石流灾害的定量风险分析

概述了区域泥石流灾害的风险分析体系,指出了过去区域泥石流灾害危险性研究中的某些误区以及区域社会经济易损性评价的难点。借助于“灾害熵”的概念,提出了区域泥石流灾害危险性定量分析的一种新方法。通过将泥石流灾害的危险性和区域社会经济易损性进行分级,建立了风险评价矩阵。在此基础上,对区域泥石流灾害的风险进行了分级,可为有效地进行区域泥石流灾害的预警,以及为减灾防灾奠定了坚实的基础。     

泥石流风险及沟谷泥石流风险度评价

风险一词虽然已经广泛被科学家和经济学家所使用 ,但涉及到自然灾害的风险研究则还是 2 0世纪 80年代中后期的事。国内有关泥石流风险的探讨 ,更是 2 0世纪 90年代才初见端倪。国际上 ,泥石流风险评价至今仍然是前沿探索性领域和新兴的研究课题。基于联合国对自然灾害风险的定义及其定量表达 ,本文给出了泥石流风险度 =危险度易损度这一数学命题的近似解。讨论了风险分级和不同风险等级的分布概率以及风险指南。以云南东川因民矿区黑山沟泥石流为例 ,对单沟泥石流风险度评价模型进行了示范应用     

泥石流致灾因子敏感性分析——以四川都江堰龙溪河流域为例

泥石流是我国山区常见的地质灾害,为了定量研究泥石流灾害致灾因子的敏感性并确定各个致灾因子的权重大小,本文通过野外调查、数理统计法和层次分析法对龙溪河流域泥石流灾害的主要致灾因子进行定性规律分析和定量权重计算。结果表明:（1）泥石流灾害的发生与致灾因子的敏感性区间主要定性表现为:流域面积小于1 km2以内、高差在200~400 m范围内、距断层距离为0~2 km、山坡坡度30°~50°、岩性为砂岩、纵比降在400‰~600‰等,其泥石流发生与致灾因子具有相关性,且相关性较好;（2）选取了泥石流灾害致灾因子中的历史因子、地形因子、地质因子和降雨因子等4个一级因子以及流域面积、高程、相对高差、纵坡比、地层岩性等14个二级因子建立层次分析模型和计算判断矩阵,定量计算权重值得出降雨,流域面积,地层岩性,纵比降等四个因子对泥石流发生的敏感性最强。这一结论具有普遍性,可对该区域泥石流的易发性,危险性,风险性评价提供一定的数据参考意义。     

单体滑坡灾害财产风险定量评估模型

目前承灾体易损性评估尚处于经验评估阶段,制约了单体滑坡灾害财产风险评估的定量化程度。为此,针对典型承灾体（建筑结构物）,提出一种单体滑坡灾害财产风险评估模型。认为财产风险是坡体失稳概率、承灾体在滑坡作用下的失效概率以及承灾体价值的乘积。避开了易损性评估,从一个新的角度来评估滑坡灾害财产风险。通过研究,验证了该模型正确反映了滑坡成灾过程中各种因素对财产风险的影响,从而为单体滑坡灾害财产风险的定量化评估提供了新的途径。另外以该模型应用研究为基础,提出承灾体安全范围的概念,对于每一个承灾体而言,将单体滑坡灾害影响范围划分为：危险区域、相对危险区域和安全区域,为建设工程选址或场地风险评估提供了实用指标,具有一定的工程实用价值。     

Recent catastrophic debris flows in Chile: Geological hazard,climatic relationships and human response

Debris flows are an important type of geological hazard in Chile, affecting cities, towns and rural areas throughout the country despite the variation in climate regimes. In this summary paper, recent debris flows in the cities of Antofagasta and Santiago, in northern and central Chile, and in a rural area near Lake Ranco in central-southern Chile in 1991, 1993 and 2004, respectively, are reviewed. Triggering factors for flow occurrence are identified and different approaches to debris flow hazard assessment and the effects of debris flows on people and the environment are discussed. Furthermore, the relationships between debris flow occurrence and climatic anomalies such as El Niño episodes are analysed. A clear pattern of debris flow generation associated with El Niño events is found for Antofagasta and Santiago. The risk related to debris flows in Chile is of increasing importance because of the continuous expansion of cities to hazardous areas such as alluvial fans. The results show that hazard assessment based on several factors is essential for the implementation of proper prevention and mitigation measures for future debris flow events in the country.     

泥石流危险性分区及其在泥石流减灾中的应用

泥石流是一种突发性山地灾害,至今尚缺乏准确有效的预报方法。减灾工程也只能对一定规模的泥石流起到防御作用。泥石流危险性分区在泥石流减灾中具有重要作用。以泥石流运动数值模拟为基础,以数值模拟获得的流速和流深等参量为分区指标的危险性分区是泥石流危险性分区研究的重点和发展方向。其中,泥石流危险性动量和动能分区充分反映了泥石流的破坏能力,可以提供更为精确的定量化的分区结果。该类分区方法在城镇等有重要危害对象的泥石流减灾中具有广泛的应用。不仅可以应用于泥石流危险区和安全区的划定、泥石流灾害预估、泥石流临灾预案制定、泥石流抢险救灾方案制定和泥石流灾情评估等,还可以应用到山区土地利用规划、山区城镇建设规划和财产保险评估等领域,并起到防灾和减灾的作用。     

西藏聂拉木县嘉龙湖冰湖溃决型泥石流危险性评价

冰湖溃决型泥石流是高原山区特殊的地质灾害,以西藏聂拉木县嘉龙湖为例,建立了一套冰湖溃决型泥石流危险性评价方法.以喜马拉雅山区1970—2015年气温波动频次和聂拉木冰湖溃决历史事件预测了未来10年嘉龙湖溃决的时间概率.利用遥感影像识别嘉龙湖上方不稳定冰体的范围和规模,采用美国土木工程师协会推荐公式和修正的三峡库区涌浪计算方法分析了冰川滑坡产生的涌浪规模,从涌浪波压力和越顶水流推力两方面预测了冰碛坝发生失稳的可能性.采用FLO-2D模拟冰湖溃决泥石流的运动过程,以最大流速和泥深表达了嘉龙湖溃决泥石流的危险程度.评价结果表明:2002年嘉龙湖溃决事件与当年气温偏高有关,未来嘉龙湖发生溃决概率高;冰川滑坡激起涌浪能够翻越坝顶,并引起坝体快速侵蚀而溃决;冰湖溃决泥石流对聂拉木县城河道两侧54栋建筑造成威胁.评价方法实现了冰湖溃决型泥石流危险性的定量分析,评价结果对聂拉木县城泥石流防灾具有现实意义.      

高山峡谷区地质灾害危险性评价

针对崩塌、滑坡和泥石流等灾种齐全的高山峡谷区,选取四川省阿坝县为研究区,采用多灾种耦合的评价思路,开展地质灾害危险性精细化评价。崩塌、滑坡等斜坡类灾害危险性评价以栅格为评价单元,泥石流灾害危险性评价以流域为评价单元。基于信息量模型和层次分析法,分别开展危险性评价,进而采用取大值的方法,获取研究区综合地质灾害危险性评价结果。研究表明,工作区综合地质灾害极高危险区、高危险区面积明显大于单灾种评价结果,极高危险区、高危险区主要位于崩塌、滑坡较发育的碎裂岩区域和极度易发的泥石流流域。针对高山峡谷区地质灾害危险性评价,多灾种耦合的评价思路能更合理的反映不同类型灾害在形态及空间上的差异,获取更精确的危险性评价结果。     

基于灰色关联度法的可拓理论在霍尔古吐水电站坝址区泥石流危险性评价中的应用

泥石流危险性评价是灾情预测、防灾救灾决策中的重要内容,是国内外灾害科学研究的热点之一。本文以新疆开都河霍尔古吐水电站坝址区群沟泥石流为研究对象,在对泥石流区域地质环境研究的基础上,选取泥石流规模、爆发频率等8个因素作为评价因子,采用灰色关联度确定评价因子权重,运用可拓理论,通过定性和类比的方法对群发泥石流区域进行危险性评价。将评价结果与刘希林提出的单沟泥石流评价结果比较,清水沟与雪莲沟的可拓法评价危险度等级要高于单沟泥石流评价结果,这一结果和现场调查情况相吻合。因此,基于灰色关联度法的可拓理论对霍尔古吐水电站坝址区群发泥石流危险度评价结果合理可靠,进而为坝区泥石流危险性评估、规划防治提供合理的科学依据。     

南方山地丘陵区典型地质灾害成因机制与风险评价

南方山地丘陵区地域跨度大,地质灾害孕灾背景复杂、成灾模式多样,是我国地质灾害高易发区。针对南方山地丘陵区地质灾害潜在风险高的问题,在中国地质调查局“南方山地丘陵区地质灾害调查工程”实施进展基础上,对南方山地丘陵区地质灾害控灾的气候动力特征及地质构造背景进行了系统分析,对典型地质灾害成灾模式和多尺度风险调查评价示范性成果进行了总结,揭示了东南沿海地区典型台风地质灾害、南方岩溶塌陷、西南高寒山区冰碛土泥石流及川西高原区火后泥石流形成机理与物源侵蚀机制。在此基础上,开展了南方山地丘陵区基于县域、重点城镇及典型灾害点的多尺度地质灾害风险评价应用示范,相关成果在西南重大工程规划选线及县城搬迁选址中得到应用。     

基于改进型拉开档次法的泥石流危险度评价实例

泥石流危险度评价是泥石流研究的热点和难点问题。运用极大不相关法剔除泥石流危险度评价中提供信息重叠过多的因子,并应用主观赋权的序关系分析法（G1法）对客观赋权的拉开档次法进行改进,从而获得了一种新的泥石流危险度评价方法。以吉林省和龙市地质灾害调查与区划中的10条泥石流危险度评价实例进行验证并与传统方法对比,结果表明：该方法操作简便,其中4条处于分级点附近的泥石流危险度比传统方法高出一个等级,改进型拉开档次法能体现出传统评价方法中同级别泥石流危险度的差异性,评价结果与实际情况吻合得更好。结论虽然偏于安全,但能为有针对地开展泥石流灾害防治工作提供更科学的指导,可为泥石流危险度评价提供一种新的评价方法。     

泥石流沟地形因素危险性的可拓学评价——以重庆市北碚区为例

泥石流危险性评价是一个复杂的问题,它是对区域泥石流危险因子的综合分析评价。为了更科学有效地对泥石流的危险性进行评价,必须将定性与定量描述有机地结合起来,才能获得较为合理的评价结果。可拓学就是一门将定性与定量描述结合起来的科学,它以形式化的模型,探讨事物拓展的可能性以及开拓创新的规律与方法。本文首先简单地分析了物元概念的可拓性,针对研究区域重庆北碚特有的地形特点,选取该区域泥石流发生的山坡坡度、相对高差、流域面积等3个因子作为泥石流地形因素的危险性评价因子,对重庆北碚区秤砣沟8条典型泥石流沟的危险性进行评价,根据这些数据,提出用物元可拓集理论构造泥石流危险性等级标准的物元矩阵和待识别对象与各指标的关联度,获得了客观合理的评价结果。     

基于层次分析法的可拓学理论在山区公路泥石流危险性评价中的应用

基于可拓工程方法,在物元模型理论的基础上建立了公路泥石流危险性评价的物元模型,并采用层次分析法计算物元模型中各评价指标的权系数。通过实际公路泥石流危险性等级的关联度计算,对四川地区雅泸高速公路的5条泥石流沟进行了评价,得出与实际相符合的结论。并与其他评价方法相比表明：该方法不仅可以应用在泥石流危险性评价上,而且所得的结果会更加合理,具有较好的适用性。     

九寨沟震区“6·21”泥石流成因与致灾机制研究

2019年6月20日晚九寨沟普降大到暴雨,导致九寨沟景区内卓追沟、下季节海子沟、则查洼沟等多处发生泥石流。3条泥石流沟分别冲出固体物质2.79×10⁴ m³、3.7×10⁴ m³, 2.67×10⁴ m³,造成多处停淤挡墙及拦砂坝损坏,并淤埋了景区内的部分道路,造成了交通的短时间中断。根据灾后地面调查和遥感解译,初步查明了本次泥石流灾害的成因和致灾过程机制。灾害成因：地震引发的崩塌滑坡产生大量的新增松散固体物源与原有的沟坡堆积物(包括老泥石流堆积物)在强降水的作用下形成泥石流,因此本次泥石流是地震和降雨共同作用的结果。通过泥石流发生前后各流域沟道纵剖面和典型横断面调查分析,发现泥石流致灾过程机制主要包括：(1)泥石流冲刷沟道使老泥石流堆积物参与泥石流运动、同时诱发沟岸失稳崩塌,因而增强泥石流规模和冲击力等动力学参数;(2)沟道卡口和崩滑体滑入沟道后导致泥石流堵塞,在后续泥石流的作用下发生级联溃决,进而增大泥石流峰值流量和冲击力等动力学参数。在两种机制的共同...